UASB反应器处理制药废水的研究_吉剑

第29卷第5期山西化工Vol.29No.52009年10月SHANXICHEMICALINDUSTRYOct.2009收稿日期:2009-05-05作者简介:吉剑,女,1985年出生,苏州科技学院环境工程专业在读硕士研究生,主要从事水污染控制工程工作。环境保护UASB反应器处理制药废水的研究吉剑,刘峰,蒋京东,马三剑(苏州科技学院环保应用技术研究所,江苏苏州215011)摘要:中温(37±2℃)条件下采用有效容积为6L的UASB厌氧反应器处理某高硫酸盐、高CODCr的制药废水。采用投加CaO除SO2-4的方法,对废水进行了预处理,废水中SO2-4质量浓度从19500mg/L降到5000mg/L左右。CODCr容积负荷从1.2kg/(m3·d)逐渐提高到16.5kg/(m3·d),CODCr去除率从80%以上逐渐下降到40%。产气稳定,出水pH值稳定在7.5～8.0,VFA稳定在4mg/L左右。关键词:UASB反应器;制药废水;废水处理中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1004-7050(2009)05-0056-04引言制药工业废水属于较难处理的高浓度有机废水之一,其特点是组成复杂,有机污染物种类多、浓度高,CODCr值和BOD值高且波动性大,氨氮浓度高,色度深,毒性大,固体悬浮物SS浓度高[1]。制药废水的可生化性差,较难用其他生物处理法进行处理。厌氧技术具有如下优点[2]:1)成本低;2)可以回收大量的资源;3)设备负荷高、占地面积小;4)所需的营养物量小;5)可处理高浓度有机废水。基于以上优点,本实验考察了用厌氧生物处理方法处理制药废水的情况,为制药废水的厌氧处理提供了参考依据。1实验部分1.1废水水质及监测方法实验废水是由某制药集团提供的制药酸水。酸水产生于青霉素生产车间:将青霉素发酵完成后,用板框进行压滤分离,在滤液中加入硫酸和丁酯溶剂,再在POD中进行分离。含有纯丁酯和青霉素的混合液进行再提取;含有硫酸、蛋白质和约1%丁酯的废水进行蒸馏蒸发,回收丁酯;其他含有硫酸、蛋白质的高温残余液就形成了酸水。废水水质及监测方法如表1。表1废水水质和监测方法[3]项目酸水监测方法CODCr值/mg·L-118389重铬酸钾法ρ(Cl-)/mg·L-1530硝酸银滴定法ρ(SO2-4)/mg·L-119500重量法pH值1～2酸度计ρ(TP)/mg·L-11060钼氨酸分光光度法1.2实验装置实验装置如图1。UASB反应器的内径150mm,总有效容积6L,温度控制在(37±2)℃。废水通过1—定时泵;2—温度计探头;3—加热器电阻;4—三相分离器图1UASB实验装置流程图DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2009.05.015定量泵由反应器底部注入,在顶部溢流出水,所产生的沼气经反应器内具有三相分离功能的挡板分离后,由反应器顶部排出。沼气排出管上装有洗气瓶,洗后计量。1.3实验方法UASB反应器的运行分为污泥驯化期、负荷提升期、稳定运行期3个阶段。在启动初期,厌氧污泥的培养与驯化接种污泥来自某柠檬酸厂IC反应器的颗粒污泥(含水率90%,密度约为1.2g/L),其接种量约占整个UASB反应器容积的1/3。1.4分析方法CODCr值:重铬酸钾法;pH值:玻璃电极法;温度:温度计;挥发性脂肪酸(VFA):滴定法。每天只对反应器的进、出水CODCr值、pH值、温度进行连续测定,挥发性脂肪酸依据需要不定期地进行测定。2结果与讨论2.1水样的预处理根据相关文献介绍,含高浓度SO2-4的废水在厌氧过程中,SO2-4转化生成的H2S会对厌氧处理过程产生很大的抑制作用[2]。由于原水中的SO2-4浓度很高,因此需对原水进行预处理。本实验采用投加CaO的方法去除废水中的SO2-4。经预处理后,水样中SO2-4的质量浓度由19500mg/L降到了5000mg/L。同时,CODCr值也从18300mg/L左右降到了16500mg/L左右。2.2厌氧实验UASB反应器的运行分为污泥驯化期、负荷提升期和稳定运行期[4,5]。2.2.1污泥驯化期污泥驯化期时间的长短根据具体情况而定。本实验污泥驯化期为整个厌氧实验的前19天。由于预处理后原水的CODCr值仍然很高,因此将原水稀释后进水。初次进水的CODCr值控制在1000mg/L,前8天用自来水稀释进水,以后用厌氧出水回流。容积负荷与去除率的关系如图2(本文的容积负荷图2污泥驯化阶段CODCr去除率与容积负荷的关系VLR=进水浓度×进水流量/反应器有效容积)。由图2可以看出,污泥很快就对微生物有了一定的适应性,1个星期后CODCr去除率上升到65%以上,同时容积负荷在第9天的时候有一个下降的趋势。原因是,采用厌氧出水回流,进水量减少,当容积负荷超过回流前的容积负荷时